Achieving Noise Limit with Few-layer WSe2 Avalanche  Photodetector at Room Temperature

doi:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03450

	Achieving Noise Limit with Few-layer WSe2 Avalanche Photodetector at Room Temperature
	Li, Xin1,2,3 ; Chen, Jin 1,3; Yu, Feilong 1,3; Chen, Xiaoshuang1,2,3,4,5 ; Lu, Wei1,2,3,4,5 ; Li, Guanhai 1,3,4,5
	2024-09-19
发表期刊	NANO LETTERS (IF:9.6[JCR-2023],10.1[5-Year])
ISSN	1530-6984
发表状态	已发表
DOI	https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03450
摘要	我们设计了一种二维 Pt/WSe2/Ni 雪崩光电探测器（APD），针对室温下的超弱信号检测进行了优化。通过微调工作功能，我们在小偏置下实现了 10-14 A 的超低暗电流，噪声等效功率（NEP）为 8.09 fW/Hz1/2。这种性能是由有效的暗屏障阻断和本征 WSe2 中创纪录的电子平均自由程（123 nm）驱动的，最大限度地减少了暗载流子补充并抑制了超低电场下的噪声。我们的 APD 在 20 kHz 的调制频率下表现出 5×105 的高增益，有效地平衡了增益和带宽，这是传统光伏 APD 的常见挑战。通过解决高噪声和低增益的典型挑战并最大限度地减少对高电场的依赖性，这项工作突出了 2D 材料在开发高效、低功耗和超灵敏光探测方面的潜力。
关键词	WSe2 avalanche, excess noise, mean free path, room temperature, high gain
学科门类	理学::物理学
收录类别	SCI
语种	英语
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://kms.shanghaitech.edu.cn/handle/2MSLDSTB/421390
专题	物质科学与技术学院_博士生物质科学与技术学院_特聘教授组_陈效双组物质科学与技术学院_特聘教授组_陆卫组
通讯作者	Li, Guanhai
作者单位	1.State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, 500 Yu-Tian Road, Shanghai, 200083, China 2.School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China 3.University of Chinese Academy of Science, No. 19A Yuquan Road, Beijing 100049, China 4.Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, No.1 Sub-Lane Xiangshan, Hangzhou, 310024, China 5.Shanghai Research Center for Quantum Sciences, 99 Xiupu Road, Shanghai, 201315, China
第一作者单位	物质科学与技术学院
推荐引用方式 GB/T 7714	Li, Xin,Chen, Jin,Yu, Feilong,et al. Achieving Noise Limit with Few-layer WSe2 Avalanche Photodetector at Room Temperature[J]. NANO LETTERS,2024.
APA	Li, Xin,Chen, Jin,Yu, Feilong,Chen, Xiaoshuang,Lu, Wei,&Li, Guanhai.(2024).Achieving Noise Limit with Few-layer WSe2 Avalanche Photodetector at Room Temperature.NANO LETTERS.
MLA	Li, Xin,et al."Achieving Noise Limit with Few-layer WSe2 Avalanche Photodetector at Room Temperature".NANO LETTERS (2024).